불소 치료

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배경

불소 치료는 치아를 강화하고 충치를 예방하기 위해 치아에 바르는 미네랄 용액입니다. 불소 함유 제품에는 시중에서 구입할 수 있는 치약과 구강 세정제, 치과 의사가 전문적으로 사용하는 더 농축된 액체 및 젤이 포함됩니다.

충치(충치)에 기여하는 세 가지 주요 요인이 있습니다. 치아의 민감한 부위, 박테리아 (Streptococcus mutans), 및 박테리아의 성장을 자극하는 설탕 또는 기타 영양소. 이 박테리아가 자라면서 산성 부산물을 생성하여 법랑질의 미네랄을 용해시키고 결국 치아를 파괴합니다.

치과 의사들은 지난 수십 년 동안 충치가 급격히 감소한 원인으로 불소 치료와 불소 처리된 물의 사용을 크게 인정합니다. 한 보고서에 따르면 미국에서 5-7세 어린이의 평균 충치 발생률은 1970년대 7.1%에서 1990년대 2.5%로 떨어졌습니다. 거의 모든 연령대에서 유사한 개선 사항이 문서화되었습니다. 여전히 충치는 가장 흔한 감염성 소아 질환으로 남아 있으며 불소 치료는 충치 퇴치에 중요한 도구로 남아 있습니다.

불소는 실제로 불소 원소의 한 형태입니다. 원소 형태의 불소는 독성 가스이지만 주석과 같은 다른 화합물과 화학적으로 반응할 때 새로운 공동 싸움 용도를 취합니다. 일단 입안에 들어가면 불소는 타액에 희석되어 치아 표면의 세균성 플라크에 침착됩니다. 여기에서는 두 가지 방법으로 치아를 보호하는 역할을 합니다. 첫째, 세균의 증식을 직접적으로 억제하여 입안에서 생성되는 산의 양이 적습니다. 둘째, 박테리아가 치아의 산-염기 균형을 낮추기에 충분한 산을 생성할 때 플라크에 저장된 불소가 방출됩니다. 이것이 발생하면 불소는 법랑질의 작은 구멍을 통해 치아로 확산됩니다. 불소 이온은 치아 법랑질의 일부인 수산화인회석 결정의 수산기 이온을 대체하고 불소인회석이라는 새로운 화합물을 형성합니다. 이 형태의 에나멜은 구강 박테리아가 생성하는 산에 덜 녹기 때문에 충치로부터 치아를 보호하는 데 도움이 됩니다.

연혁

1900년대 초 콜로라도 주 콜로라도 스프링스에서 개업한 치과의사 프레데릭 S. 맥케이는 불소가 효과적인 충치 퇴치제라는 사실을 처음으로 발견했습니다. McKay는 그의 환자 중 많은 수가 치아에 얼룩덜룩한 에나멜 또는 갈색 얼룩이 있다는 것을 알아차렸습니다. 1916년까지 McKay와 그의 연구원들은 얼룩이 환자의 식수에 있는 어떤 것으로 인해 발생한다는 것을 발견했습니다. 이 효과가 우식과 어떻게 관련되어 있는지 이해하는 데 12년이 더 걸렸고, 이러한 변화를 일으키는 화학적 메커니즘을 인식하는 데 3년이 더 걸렸습니다. 마지막으로 1931년 McKay에서 얼룩덜룩한 치아를 가진 환자들이 자연적으로 발생하는 불소 수치가 비정상적으로 높은 물을 마시고 있음을 확인했습니다. 이 연관성은 1930년대와 1940년대에 걸쳐 더 자세히 연구되었으며, 백만분의 1이 음용수의 이상적인 불소 수준이라는 결정으로 절정에 달하여 얼룩을 일으키지 않으면서 부패를 크게 줄였습니다.

이 연구는 연방 정부에 의한 불소화 프로그램의 시행으로 이어졌고 1950년대 초까지 공공 상수도 시스템을 갖춘 대부분의 미국 지역 사회는 불소 처리된 물을 채택했습니다. 구강 관리 제품에 불소를 사용하는 아이디어는 Procter and Gamble이 "Crest with Fluoristan"을 출시한 1956년에 시작되었습니다. 1950년대부터 일반 시장과 치과 전문의를 위해 수많은 불소 함유 제품이 출시되었습니다.

불소는 수십 년 동안 사용되어 왔지만 오늘날에도 여전히 건강에 미치는 영향에 대한 우려가 있습니다. 화학 반응이 완전히 이해되지는 않았지만 연구자들은 높은 수준의 불소가 치아 법랑질의 자연적인 형성을 방해할 수 있다고 믿습니다. 그들은 너무 많은 불소가 저염화를 일으켜 불소증의 특징인 백악질, 흐림 또는 불투명한 외관을 초래한다고 이론화합니다. 치과 지지자들은 불소가 치아 건강 개선에 크게 기여한다고 주장하지만, 불소가 일종의 골암을 유발할 수 있다고 주장하는 사람들이 있습니다. 1980년대에 국립 독성학 프로그램(National Toxicology Program)이 수행한 연구에서 쥐를 대상으로 한 테스트를 기반으로 한 발암성에 대한 "모호한 증거"를 발견했습니다. 그러나 패널은 결국 골육종을 비롯한 암과 불소화를 직접적으로 연결하는 확실한 데이터가 없다고 결론지었습니다.

미국과 영국 치과 협회는 성인과 어린이 모두 하루에 두 번 불소 치약으로 양치질할 것을 계속 권장하고 있지만 불소증의 위험을 줄이기 위해 어린이가 치약을 삼키면 안 된다고 권고하고 있습니다. 이 주제는 여전히 정치적 논쟁의 뜨거운 주제입니다.

원자재

식품의약국(FDA)이 구강 관리 제품에 사용하도록 허용한 다양한 불소 화합물이 있습니다. 불소 성분은 사용할 수 있는 제품의 유형과 공식에 포함되어야 하는 비율에 따라 나열됩니다.

치약. 불화나트륨:0.22%; 모노플루오로인산나트륨:0.76%; 제1주석 불화물:0.4%.

트리트먼트 린스. (공식의 pH 또는 산-염기 균형은 불소의 기능에 영향을 줄 수 있습니다. 제품의 pH가 높을수록 더 많은 산이 포함됩니다. pH가 낮을수록 더 염기성입니다.) 0.1몰 포스페이트 이온 수준 및 0.02%의 효과적인 플루오라이드 이온 농도를 생성하는 3.0-4.5의 pH로의 인산나트륨, 일염기성 및 인산의 혼합물; 인산나트륨, 이염기성 및 인산의 혼합물로 pH 3.5로 산성화한 불화나트륨은 0.01%의 유효 불화물 이온 농도를 생성합니다. 약 7의 pH를 갖는 불화나트륨 0.02% 수용액; 약 7의 pH를 갖는 불화나트륨 0.05% 수용액; 약 7의 pH를 갖는 0.02% 또는 0.05% 수용액을 생성하기 위해 사용하기 전에 물과 혼합하기 위한 적절한 지침을 포함하는 불화나트륨 농축물; 안정한 형태로 판매되고 사용 직전에 물과 혼합하여 0.1% 수용액을 만들기 위한 적절한 지침을 포함하는 불화제1주석 농축액.

트리트먼트 젤. 불화제1주석:0.4%.

이러한 제품에는 불소 외에도 용제, 증점제 및 pH 조절제를 비롯한 다양한 기타 성분이 포함되어 있습니다. 용매에는 물이나 글리세린이 포함되며, 이들은 효능, 안전성 및 비용상의 이유로 담체로 사용됩니다. 탈이온수 또는 탈염수는 원치 않는 미네랄이 제품의 성능이나 안정성에 영향을 미치는 것을 방지하는 데 사용됩니다. 제형에서 물의 농도는 90% 이상일 수 있다.

점도를 조절하기 위해 증점제가 첨가됩니다. 여기에는 크산탄, 카라기난 및 0.1-2.0% 사이의 농도로 사용되는 다양한 기타 검과 폴리머가 포함됩니다.

향과 색을 더해 제품을 더욱 돋보이게 합니다. 대중적인 맛에는 민트, 풍선껌, 포도가 포함되며 이들은 몇 퍼센트의 비율로 첨가됩니다. 염료는 매우 낮은 수준(100분의 1% 미만)으로 색상을 부여하는 데 사용됩니다. 실수로 제품을 삼킬 수 있으므로 이러한 염료는 식품에 사용하도록 승인을 받아야 합니다.

필요에 따라 방부제가 첨가됩니다. 제품의 pH에 ​​따라 선반에 보관하는 동안 제품에 곰팡이나 박테리아의 번식을 방지하기 위해 필요할 수 있습니다. 퍼센트의 1/20은 방부제의 일반적인 사용 수준입니다.

인산과 같은 유기산은 제품의 pH를 조절하기 위해 첨가될 수 있습니다. 일부 불소 성분이 혼합되어 용기에 분배됩니다. 불소의 형태는 기능을 하기 위해 낮은 pH를 필요로 합니다. 이것들도 몇 퍼센트의 퍼센트로 추가됩니다.

디자인

불소 치료는 정확한 양의 불소가 치아에 침착되는 데 도움이 되는 pH 수준에서 적절한 농도의 불소를 제공하도록 설계되었습니다. 불소 수치가 너무 낮으면 치료가 효과적이지 않습니다. 너무 높으면 환자가 우발적으로 중독될 수 있습니다. 미국에서는 이러한 제품이 안전하고 효과적인지 확인하기 위한 법률이 제정되었습니다. FDA는 이를 일반의약품(OTC) 또는 치과 의사가 사용하는 전문 제품으로 규제합니다. 또한 FDA는 우발적 과용 가능성을 줄이기 위해 시판되는 제품의 크기를 제한합니다. 마지막으로 조직은 모든 ​​상용 제품과 전문 제품의 일부 측면에 대한 라벨링 요구 사항을 결정합니다. 이러한 요구 사항은 불소 처리를 설계할 때 가장 많이 고려됩니다.

OTC 불소 함유 약물에는 치약과 구강 세정제가 포함됩니다. 전문 제품은 더 농축되어 젤, 거품 또는 액체로 적용될 수 있습니다. 그들은 치아 주위에 맞는 플라스틱 트레이를 사용하여 적용하도록 설계될 수 있습니다. 제형화되는 제품 유형에 따라 개발 화학자는 여러 유형의 FDA 승인 활성제 중에서 선택할 수 있습니다. 다시 한 번, 이러한 규제 요소는 제품 설계에서 고려되어야 합니다.

치료 제형의 주요 예는 다음과 같습니다. pH 3.5에서 1.23% 불화물 이온을 포함하는 산성 불화 인산 겔은 트레이를 배치하는 동안 쉽게 흐르도록 설계되었지만 치료 중에는 환자의 목구멍으로 떨어지지 않도록 두껍게 설계되었습니다. 도재 수복물의 에칭이 우려되는 경우 사용하기 위한 pH 7.0에서 2% 불소 이온을 함유한 불화나트륨 젤; 0.63% 불소 이온이 함유된 제1주석 불소 린스, 충치를 예방하고 플라크 축적을 줄이며 잇몸 염증과 출혈을 줄이는 데 도움이 되도록 설계되었습니다. APF 불소 폼은 pH 3-4.25에서 1.23%의 불소 이온을 함유하며, 환자가 우발적으로 섭취하는 것을 줄여주는 사용하기 쉬운 비 에어로졸 폼으로 설계되었습니다.

제조
프로세스

일괄 처리

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1 불소 함유 처리제의 제조 공정은 다른 구강 관리 제품을 제조하는 데 사용되는 공정과 유사합니다. 처리에 사용되는 대부분의 불화물 화합물은 수용성이기 때문에 이러한 제품은 비교적 만들기 쉽습니다. 제조 공정은 혼합이 간단하며 특별한 용제나 유화가 필요하지 않습니다. 대형 배치는 최대 3,000갤런(11,3561)의 스테인리스 스틸 탱크에서 만들 수 있습니다. 첫 번째 단계는 배치 탱크에 물이나 글리세린을 채우는 것인데, 이는 공식에서 가장 큰 비율을 차지합니다. 전기 구동 터빈 믹서로 물을 저어줍니다. 혼합 속도는 다른 성분이 추가될 때 교반 조건을 최적화하기 위해 컴퓨터로 제어됩니다. 제조 절차는 매우 다양하지만 일괄 처리 프로세스 초기에 색상을 추가하는 것이 일반적입니다. 이러한 제품에 사용되는 염료는 고농축이며 실수로 염료를 너무 많이 첨가하면 더 비싼 성분이 추가되기 전에 배치를 폐기하는 것이 더 쉽고 저렴합니다.

2 다른 재료를 연속해서 첨가할 수 있다. 선택한 불화물 형태의 용해도에 따라 분말을 빠르게 용해시키기 위해 가열 및 냉각이 필요할 수 있습니다. 이 일괄 처리 과정에서 샘플을 혼합 과정에서 주기적으로 채취하여 명확성을 확인할 수 있습니다. 일괄 처리 프로세스가 끝날 무렵 pH 조절제가 도입됩니다. 그들은 배치가 적절한 산 염기 균형을 갖도록 보장합니다. 열에 민감한 향료는 작업이 끝날 때 추가됩니다.

일괄 확인

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3 배치가 완료되면 사양 내에 있는지 평가해야 합니다. 활성 성분이 지정된 농도로 존재하는지 확인하는 것이 특히 중요합니다. pH 분석, 고체의 중량 백분율, 불소 농도와 같은 테스트는 제품 사양을 유지하는 데 사용됩니다.

충전 작업

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4 배치가 완료되고 승인되면 충전 작업을 진행할 수 있습니다. 공정의 특성에 따라 배치는 배치 탱크에서 직접 채워지거나 2차 용기 또는 저장 탱크로 옮겨질 수 있습니다. 고속 충전 장비를 사용하지만 충전 속도는 제품의 점도에 따라 다릅니다. 얇은 액체 제품은 두꺼운 젤보다 빠르고 효율적으로 충전할 수 있습니다.

5 채워진 패키지는 마개가 부착된 조립 라인으로 공급됩니다. 병을 밀봉하기 위해 간단한 캡만 필요할 수 있지만 튜브 또는 발포 디스펜서에 포장된 제품에는 더 복잡한 밀봉 메커니즘이 필요할 수 있습니다. 패키지를 채우고 마개를 부착한 후 장치는 최종 포장 준비가 됩니다. 여러 단위는 함께 수축 포장하거나 배송을 위해 상자에 넣을 수 있습니다.

품질 관리

제조 과정에서 수행되는 화학적 테스트 외에도, 불소 처리는 제품 성능을 확립하기 위한 특별한 테스트 고려 사항의 대상이 됩니다. 역사적으로 이러한 테스트에는 값비싼 인체 임상 연구가 포함되었지만 1988년 이후 Dental Panel은 불소 치료의 효율성을 결정하기 위해 새로운 실험실 테스트를 사용할 수 있도록 허용했습니다.

미래

불소 치료의 정치적 미래는 불확실할 수 있지만 충치 퇴치에서 여전히 중요한 도구입니다. 언젠가는 불소가 없는 공동 전투기로 이어질 수 있는 새로운 기술 발전이 있습니다. 영국 연구원들이 최대 3개월 동안 충치를 막는 새로운 종류의 충치 방지제를 발견했습니다. 그들의 새로운 성분은 충치 유발 박테리아가 정상적으로 결합하는 치아 표면에 스스로 부착하여 작동하는 펩타이드 p1025라는 단백질 단편입니다. 이 단백질은 박테리아가 치아에 부착하는 것을 차단하여 쉽게 씻겨 나옵니다. 이와 같은 혁신은 언젠가는 충치를 예방하는 불소 없는 방법을 제공할 수 있습니다.

자세히 알아보기

책

Wolinsky, L.E. "우식증과 우식증." 구강 미생물학 및 면역학. 2판. 에드. R. J. Nisengard와 M. G. Newman. 필라델피아:W. B. Saunders Company, 1994.

정기간행물

브래디, 로버트 P., 아베 골드스타인. "불소에 대한 믿음 유지." 화학자 및 약사 (1997년 5월 24일):24.

"구강 세척제는 충치를 제거합니다." 인기 있는 역학 (2000년 2월):15.

"불소를 이용한 폐경후 골다공증 치료." 미국 가정의 (1996년 1월):302.

셰이크, 아미르, 앨리스 M. 호로위츠. "불소 치약의 장점." 학교 보건 저널 (1999년 10월):299.

기타

코넬리. "불소로 충치 치료." 미국 특허 5738113, 1998.

랜디 슐러